命令(Command)模式

　　命令模式又称为行动(Action)模式或者交易(Transaction)模式。

　　命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式允许系统使用不同的请求把客户端参数化，对请求排队或者记录请求日志，可以提供命令的撤销或恢复功能。

　　命令模式是对命令的封装。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。

1.  结构

涉及的角色如下:

客户角色:创建了一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者。

命令(Command)角色:声明了一个给所有具体命令类的抽象接口。

具体命令(ConcreteCommand)角色:定义一个接收者和行为之间的弱耦合；实现execute方法，负责调用接收者的相应操作。execute()方法通常叫做执行方法。

请求者(Invoker)角色:负责调用命令对象执行请求，相关的方法叫做行动方法。

接收者(Receiver)角色:负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者，实施和执行请求的方法叫做行动方法。

源码如下:

接收者:

package command;

public class Receiver {

    /**
     * 真正执行命令相应的操作
     */
    public void action() {
        System.out.println("接收者处理请求");
    }
}

抽象命令:

package command;

public interface Command {

    /**
     * 执行方法
     */
    void execute();

}

具体命令:

package command;

public class ConcreteCommand implements Command {

    // 接收者
    private Receiver receiver;

    public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
        super();
        this.receiver = receiver;
    }

    public Receiver getReceiver() {
        return receiver;
    }

    public void setReceiver(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

    @Override
    public void execute() {
        // 让接收者执行功能
        receiver.action();
    }

}

请求者:

package command;

public class Invoker {

    // 命令
    private Command command;

    public Invoker(Command command) {
        super();
        this.command = command;
    }

    public void action() {
        command.execute();
    }

    public Command getCommand() {
        return command;
    }

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }

}

客户端代码如下

package command;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Receiver receiver = new Receiver();
        Command command = new ConcreteCommand(receiver);
        Invoker invoker = new Invoker(command);

        invoker.action();
    }
}

结果:

接收者处理请求

2.   AudioPlayer系统

　　小女孩茱丽(Julia)有一个盒式录音机，此录音机有播音(Play)、倒带(Rewind)和停止(Stop)功能，录音机的键盘便是请求者(Invoker)角色；茱丽(Julia)是客户端角色，而录音机便是接收者角色。Command类扮演抽象命令角色，而PlayCommand、StopCommand和RewindCommand便是具体命令类。茱丽(Julia)不需要知道播音(play)、倒带(rewind)和停止(stop)功能是怎么具体执行的，这些命令执行的细节全都由键盘(Keypad)具体实施。茱丽(Julia)只需要在键盘上按下相应的键便可以了。

　　录音机是典型的命令模式。录音机按键把客户端与录音机的操作细节分割开来。

系统类图如下:

 

角色如下:

客户端角色:在这里由Julia扮演

请求者(Invoekr)角色:在这里由键盘类(Keypad)扮演 

抽象命令(Command)就是: 给出同一的接口

具体命令角色:PlayCommand、RewindCommand、StopCommand三个类扮演

命令接收者(Receiver):在这里由录音机(AudioPlayer)扮演

源码如下:

命令类:

package command;

public interface Command {

    /**
     * 执行方法
     */
    void execute();

}

package command;

/**
 * 播放命令
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class PlayCommand implements Command {

    // 命令接收者
    private AudioPlayer audioPlayer;

    public PlayCommand(AudioPlayer audioPlayer) {
        super();
        this.audioPlayer = audioPlayer;
    }

    @Override
    public void execute() {
        audioPlayer.play();
    }

}

package command;

/**
 * 倒带命令
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class RewindCommand implements Command {

    // 命令接收者
    private AudioPlayer audioPlayer;

    public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer) {
        super();
        this.audioPlayer = audioPlayer;
    }

    @Override
    public void execute() {
        audioPlayer.rewind();
    }

}

package command;

/**
 * 停止命令
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class StopCommand implements Command {

    // 命令接收者
    private AudioPlayer audioPlayer;

    public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer) {
        super();
        this.audioPlayer = audioPlayer;
    }

    @Override
    public void execute() {
        audioPlayer.stop();
    }

}

命令接收者:

package command;

/**
 * 命令接收者 (录音机)
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class AudioPlayer {

    public void play() {
        System.out.println("play ...");
    }

    public void rewind() {
        System.out.println("rewind ...");
    }

    public void stop() {
        System.out.println("stop ...");
    }
}

命令请求者:

package command;

/**
 * 请求角色(键盘扮演)
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class Keypad {
    private Command playCommand;
    private Command rewindCommand;
    private Command stopCommand;

    public void setPlayCommand(Command playCommand) {
        this.playCommand = playCommand;
    }

    public void setRewindCommand(Command rewindCommand) {
        this.rewindCommand = rewindCommand;
    }

    public void setStopCommand(Command stopCommand) {
        this.stopCommand = stopCommand;
    }

    /**
     * 执行播放方法
     */
    public void play() {
        playCommand.execute();
    }

    /**
     * 执行倒带方法
     */
    public void rewind() {
        rewindCommand.execute();
    }

    /**
     * 执行播放方法
     */
    public void stop() {
        stopCommand.execute();
    }
}

客户端:

package command;

public class Julia {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建接收者对象
        AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();

        // 创建命令对象
        Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);
        Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);
        Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);

        // 创建请求者对象
        Keypad keypad = new Keypad();
        keypad.setPlayCommand(playCommand);
        keypad.setRewindCommand(rewindCommand);
        keypad.setStopCommand(stopCommand);

        // 测试
        keypad.play();
        keypad.rewind();
        keypad.stop();
        keypad.play();
        keypad.stop();
    }
}

结果:

play ...
rewind ...
stop ...
play ...
stop ...

3. 增加宏命令

　　所谓宏命令简单点说就是包含多个命令的命令，是一个命令的组合。

　　设想茱丽的录音机有一个记录功能，可以把一个一个的命令记录下来，再在任何需要的时候重新把这些记录下来的命令一次性执行，这就是所谓的宏命令集功能。因此，茱丽的录音机系统现在有四个键，分别为播音、倒带、停止和宏命令功能。此时系统的设计与前面的设计相比有所增强，主要体现在Julia类现在有了一个新方法，用以操作宏命令键。

类图如下: 增加了MacroCommand接口，MacroAudioCommand实现新加的接口

代码如下:

package command;

public interface MacroCommand extends Command {

    /**
     * 可以添加一个成员命令
     */
    public void add(Command cmd);

    /**
     * 删除一个成员命令
     */
    public void remove(Command cmd);
}

package command;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MacroAudioCommand implements MacroCommand {

    private List<Command> commandList = new ArrayList<Command>();

    @Override
    public void execute() {
        for (Command command : commandList) {
            command.execute();
        }
    }

    @Override
    public void add(Command cmd) {
        commandList.add(cmd);
    }

    @Override
    public void remove(Command cmd) {
        commandList.remove(cmd);
    }

}

客户端类:

package command;

public class Julia {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建接收者对象
        AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();

        // 创建命令对象
        Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);
        Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);
        Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);

        MacroCommand marco = new MacroAudioCommand();
        marco.add(playCommand);
        marco.add(rewindCommand);
        marco.add(stopCommand);

        marco.execute();
    }
}

结果:

play ...
rewind ...
stop ...

补充:如果想实现撤销和重做还需要记录命令的状态。如果是提供一层的undo和redo，那么系统只需要存储最后被执行的那个命令对象。如果需要支持多层的undo和redo，那么系统就需要存储曾经被执行过的命令的清单，清单能允许的最大的长度便是系统所支持的undo和redo的层数。

总结:

意图：将一个请求封装成一个对象，从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。

主要解决：在软件系统中，行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系，但某些场合，比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时，这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适。

何时使用：在某些场合，比如要对行为进行"记录、撤销/重做、事务"等处理，这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的。在这种情况下，如何将"行为请求者"与"行为实现者"解耦？将一组行为抽象为对象，可以实现二者之间的松耦合。

如何解决：通过调用者调用接受者执行命令，顺序：调用者→接受者→命令。

关键代码：定义三个角色：1、received 真正的命令执行对象 2、Command 3、invoker 使用命令对象的入口

应用实例：struts 1 中的 action 核心控制器 ActionServlet 只有一个，相当于 Invoker，而模型层的类会随着不同的应用有不同的模型类，相当于具体的 Command。

优点： 1、降低了系统耦合度。 2、新的命令可以很容易添加到系统中去。

缺点：使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。

使用场景：认为是命令的地方都可以使用命令模式，比如： 1、GUI 中每一个按钮都是一条命令。 2、模拟 CMD。

注意事项：系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作，也可以考虑使用命令模式。